Introduzione alla Meccanica Quantistica

Università degli Studi di Salerno
Dipartimento di Fisica «E. Caianiello»
Liceo Scientifico «De Caprariis»
Atripalda (AV)
Introduzione alla Meccanica Quantistica
©Prof. Roberto Capone
La natura della luce
James C. Maxwell (1831-79) dimostrò che tutte le proprietà note della luce erano
spiegabili attraverso un insieme di equazioni basate sull’ipotesi che la luce fosse
un’onda elettromagnetica
La luce è un particolare tipo di onda elettromagnetica (un campo elettrico e un
campo magnetico che oscillano in direzioni perpendicolari) che si crea per
rapidissima oscillazione di cariche elettriche.
L’insieme delle onde elettromagnetiche costituisce lo spettro elettromagnetico.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
I parametri che caratterizzano le onde elettromagnetiche sono la velocità, la
lunghezza d’onda () e la frequenza ().
La lunghezza d’onda si esprime in nanometri (nm) o in ångstrom (Å).
La frequenza ( = 1/) si misura in Hertz (Hz).
La lunghezza d’onda e la frequenza sono in relazione tra loro.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
I.Newton (1642-1727)
•
•
•
Inventa il primo telescopio a riflessione
Fu il primo a dimostrare che la luce bianca è
composta dalla somma (in frequenza) di tutti gli
altri colori. Egli, infine, avanzò l'ipotesi che la luce
fosse composta da particelle da cui nacque
la teoria corpuscolare della luce
Lectiones opticae (1669)
Osservazioni sperimentali:
–La luce si propaga in linea retta
–Gli ostacoli bloccano la luce
–I colori sono composti da particelle di
natura diversa
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
• C.Huygens (1629-1695)
– Costruisce il più potente telescopio dell’epoca
– Scopre l’anello di Saturno
– Sostiene la natura ondulatoria della luce
• Osservazioni sperimentali:
–Scarse all’epoca
– Principio di Huygens
• Traité de la lumiére (1690)
• Ogni punto del fronte d’onda può essere
considerato a sua volta sorgente di un’onda
sferica
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
onda sinusoidale:
singoli punti oscillano come
oscillatori armonici semplici
t fisso
cresta
Lunghezza d’onda l
Periodo
T
Frequenza
f= 1/ T
Velocità
x fisso
v= l / T
Ampiezza A
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Produzione di onda sinusoidale
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
La quantità
Liceo De Caprariis
viene detta angolo di fase dell’onda
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Principio di
sovrapposizione
Se due o più onde che si
propagano in un mezzo si
combinano in un punto
dello
spazio,
lo
spostamento risultante
è
la
somma
degli
spostamenti dovuti alle
singole onde
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Sovrapposizione di due
onde sinusoidali uguali
ma con una differenza
di fase
interferenza
costruttiva
interferenza
distruttiva
interferenza
normale
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Diffrazione e Interferenza della luce:
A.Fresnel (1788-1827)
Per ostacoli opachi estremamante piccoli o fenditure molto strette (paragonabili a λ)
il fenomeno della diffrazione si può spiegare con il principio di Huygens
Crisi del modello corpuscolare
–
–
–
–
Newton: La luce è composta da particelle (colorate)
fine 1600
Huyghens : La luce è un fenomeno ondulatorio
Fresnel : Ma è evidente : la luce è costituita da onde !
Inizio 1800
Einstein: Si vabbè pero’… a volte la luce si comporta come costituita da
particelle! (eff. fotoelettrico)
Inizio 1900
La meccanica quantistica metterà d’accordo i due contendenti
Hanno tutti ragione !!!
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
La diffrazione della luce è la caratteristica principale della sua natura
ondulatoria.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Vediamo cosa succede quando facciamo passare un’onda (piana) attraverso una fenditura
d
d>>
d~
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
d=
La Fisica Moderna
La natura della luce
d<
Quando d< la fenditura si comporta come una sorgente
puntiforme di onde (principio di Huygens)
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Diffrazione della luce
Frange
Sorgente
Intensità della luce
PLS - Fisica
Schermo
Fenditura / Ostacolo
Liceo De Caprariis
La Fisica Moderna
La fisica dei primi del ‘900
La fisica dei primi del ‘900
1900: Max Planck introduce
l'idea che l'emissione e
l'assorbimento
di
energia
elettromagnetica
siano
quantizzate, riuscendo così a
giustificare teoricamente la
legge empirica che descrive la
dipendenza dell'energia della
radiazione emessa da un corpo
nero dalla frequenza
Liceo De Caprariis
1905: Einstein spiega l'effetto
fotoelettrico
sulla
base
dell'ipotesi che l'energia del
campo elettromagnetico sia
trasportata da quanti di luce
(che
nel
1926
saranno
chiamati fotoni).
PLS - Fisica
1913: Bohr interpreta le linee
spettrali
dell'atomo
di idrogeno, ricorrendo alla
quantizzazione
del
moto
orbitale dell'elettrone.
La Fisica Moderna
La fisica dei primi del ‘900
Dalla vecchia teoria dei quanti
1925: Heisenberg formula la
meccanica delle matrici.
1915:Sommerfeld
generalizza i precedenti
metodi di quantizzazione,
introducendo le cosiddette
regole di Bohr-Sommerfeld
1924:
Louis
de
Broglie elabora una teoria
delle onde materiali, secondo
la quale ai corpuscoli
materiali possono essere
associate
proprietà
ondulatorie. È il primo passo
verso
la
meccanica
quantistica vera e propria.
alla nuova meccanica quantistica
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La fisica dei primi del ‘900
Dalla meccanica quantistica
1926: Schrödinger elabora
la meccanica ondulatoria,
che egli stesso dimostra
equivalente, dal punto di
vista matematico, alla
meccanica delle matrici
1927: Heisenberg formula
il
principio
di
indeterminazione; pochi
mesi più tardi prende
forma
la
cosiddetta
interpretazione
di
Copenaghen.
1927: Dirac applica alla
meccanica
quantistica
la relatività ristretta; fa un
uso diffuso della teoria
degli operatori (nella
quale introduce la famosa
notazione bra-ket)
alla teoria del quasi tutto
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Perché la meccanica è «quantistica»
Il nome "meccanica quantistica", dato da Max
Planck alla teoria agli inizi del 1900, si basa sul fatto
che alcune quantità di certi sistemi fisici, come
l'energia o il momento angolare, possono variare
soltanto di valori discreti, chiamati anche "quanti"
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Meccanica quantistica vs classica
Nella meccanica classica la
luce è descritta solo come
un'onda e l'elettrone solo
come una particella
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La meccanica quantistica descrive
la radiazione e la materia sia come
un fenomeno ondulatorio che allo
stesso tempo come entità
particellari
La Fisica Moderna
Dualismo onda-particella
Con l'espressione dualismo ondaparticella
(o
dualismo
ondacorpuscolo) ci si riferisce al fatto,
espresso all'interno del principio di
complementarità, che le particelle
elementari, come l'elettrone o
il fotone, mostrano una duplice
natura,sia corpuscolare sia ondulatoria.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Secondo la teoria corpuscolare i fotoni possono provocare l’espulsione degli
elettroni atomici oppure possono venire assorbiti cedendo l’energia che
trasportano.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
La relazione di Planck-Einstein riassume questo comportamento:
E = h·
dove
E = energia di un fotone di luce
h = 6,63 · 10-34 J · s (costante di Planck)
 = frequenza della radiazione elettromagnetica
Ricordando che  = c/, la stessa relazione si può scrivere anche:
E = h · c/
Queste due formule evidenziano i due aspetti della natura della luce, ondulatoria e
corpuscolare.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
L’interazione della luce con la materia è la prova che la luce ha anche natura
corpuscolare.
La propagazione del fascio luminoso è dovuto allo spostamento di un gruppo di
pacchetti di energia, detti quanti di energia o fotoni.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Lo spettro continuo è una serie di colori che si susseguono senza discontinuità,
tipico dei solidi e dei liquidi portati all’incandescenza.
Lo spettro a righe, tipico dei gas rarefatti sottoposti a scarica elettrica, è formato da
righe colorate discontinue (righe di emissione).
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
La luce emessa dagli atomi non è continua e presenta soltanto alcune frequenze,
caratteristiche per ciascun tipo di atomo.
L’emissione di luce dei gas rarefatti si ha in seguito al trasferimento di energia dalla
scarica elettrica agli atomi che costituiscono il gas.
Se si fa passare luce bianca attraverso un’ampolla riempita di gas, nello spettro si
identificano righe meno brillanti: sono le righe di assorbimento.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Le radiazioni elettromagnetiche assorbite da ciascun tipo di atomo hanno la stessa
frequenza di quelle emesse dall’atomo eccitato.
Attraverso i suoi studi Bohr spiegò perché soltanto
certe radiazioni possono interagire con gli atomi e
quale relazione intercorre tra radiazione luminosa
e struttura atomica.
Bohr perfezionò il modello di Rutherford e riuscì a
spiegare la stabilità degli atomi e l’emissione degli
spettri a righe.
Un fotone che viene assorbito da un atomo, cede tutta la sua energia a uno dei
suoi elettroni, che passa così a uno stato energetico più elevato.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
Le orbite degli elettroni in un atomo sono quantizzate.
La natura della luce
1. L’elettrone percorre solo determinate orbite circolari (orbite stazionarie),
senza emettere e cedere energia e quindi senza cadere nel nucleo.
2. All’elettrone sono permesse solo certe orbite a cui corrispondono
determinati valori di energia (quantizzata).
3. Per passare da un’orbita a un’altra a livello energetico superiore, l’elettrone
assorbe energia.
4. Per passare da un’orbita a un’altra a contenuto energetico minore, l’elettrone
emette un fotone di appropriata frequenza (se appartiene al visibile dello
spettro elettromagnetico, appare come riga colorata).
5. L’energia del fotone emesso o assorbito corrisponde alla differenza di
energia delle due orbite.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
L’atomo di Bohr
Il numero quantico principale n indica il livello energetico associato a ogni orbita.
Il livello più basso di energia è detto stato fondamentale.
I livelli a energia superiore dello stato fondamentale si chiamano stati eccitati.
A ogni salto di orbita si ha una transizione energetica, ovvero emissione di energia
sotto forma di fotone.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
L’atomo di Bohr
Ogni transizione dell’elettrone da uno stato eccitato a un livello energetico inferiore
è caratterizzata da una riga nello spettro di emissione.
Il modello atomico di Bohr presentò presto tutti i suoi limiti: non era applicabile
ad atomi con molti elettroni e non spiegava gli spettri atomici in presenza di un
campo magnetico.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
L’atomo di De Broglie
De Broglie ipotizzò che la doppia natura ondulatoria e corpuscolare fosse una
proprietà universale della materia.
Associò a ogni particella in movimento un’onda.
Il legame tra caratteristiche corpuscolari e ondulatorie si manifesta nella relazione:
Si osserva che la quantità di moto dipende dalla lunghezza dell’onda
elettromagnetica con cui si propaga.
L’atomo di De Broglie
Le onde associate con l’elettrone, e con qualsiasi corpo in movimento, si chiamano
onde di de Broglie.
A ogni corpo in movimento è associata quindi una lunghezza d’onda:
λ = h/(m · ν)
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
La natura della luce
L'interpretazione di alcuni esperimenti
compiuti all'inizio del XX secolo, ad
esempio l'effetto
fotoelettrico, suggerivano una natura
corpuscolare della luce, che, d'altra
parte, manifestava proprietà
chiaramente ondulatorie nel fenomeno
della diffrazione.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Effetto fotoelettrico
All'epoca la luce era considerata un'onda:
la forza di espulsione degli elettroni sarebbe
dovuta dipendere solo dall’intensità della luce e
non dalla sua frequenza, quindi non c'era
ragione di pensare che luci rosse, verdi o blu
avrebbero dovuto avere effetti diversi. Al
contrario una debole luce rossa o una debole
luce verde avrebbero dovuto espellere gli
elettroni con meno forza di una intensa luce
rossa o di una intensa luce verde. Ma questo
non accadeva!
Al variare dell'intensità cambiava soltanto il
numero degli elettroni espulsi, ma la velocità di
espulsione
degli
elettroni
rimaneva
esattamente la stessa!
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Newton vs Huygens
Da Newton la luce veniva vista come
composta da piccole particelle di
materia (corpuscoli) emesse in tutte le
direzioni
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
Da Huygens la luce veniva vista come
un'onda che si propaga (in maniera del
tutto simile alle onde del mare o a
quelle acustiche) in un mezzo,
chiamato etere, che si supponeva
pervadere tutto l'universo ed essere
formato
da
microscopiche particelle elastiche
La Fisica Moderna
Einstein e l’effetto fotoelettrico
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Einstein e l’effetto fotoelettrico
L’ipotesi quantistica di Einstein non fu accettata per diversi
anni da una parte importante della comunità scientifica, tra
cui Hendrik Lorentz, Max Planck e Robert Millikan (vincitori
del Premio Nobel per la fisica, rispettivamente,
nel 1902, 1918 e 1923), secondo i quali la reale esistenza
dei fotoni era un’ipotesi inaccettabile, considerato che nei
fenomeni di interferenza le radiazioni elettromagnetiche si
comportano come onde. L'iniziale scetticismo di questi grandi
scienziati dell'epoca non deve sorprendere dato che
perfino Max Planck, che per primo ipotizzò l'esistenza
dei quanti (anche se con riferimento agli atomi, che emettono
e assorbono "pacchetti di energia"), ritenne, per diversi anni,
che i quanti fossero un semplice artificio matematico e non
un reale fenomeno fisico. Ma successivamente lo
stesso Robert Millikan dimostrò sperimentalmente l'ipotesi di
Einstein sull'energia del fotone, e quindi
dell'elettrone emesso, che dipende soltanto
dalla frequenza della radiazione, e nel 1916 effettuò uno
studio sugli elettroni emessi dal sodio che contraddiceva la
classica teoria ondulatoria di Maxwell
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Dio non gioca a dadi
Einstein stesso tentò in tutti i modi, elaborando sofisticati esperimenti mentali, di
contrastare questa visione dualistica della realtà fisica, in particolare
il probabilismo insito nella teoria quantistica, che precludeva l'idea, tipica
della fisica classica, del determinismo assoluto (celebre la sua frase "Dio non gioca
ai dadi"). Si dovette però arrendere all'evidenza dei fatti sperimentali e alla potenza
predittiva della meccanica quantistica nel mondo microscopico, cui indirettamente
diede comunque contributi notevoli.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Heisenberg
La relazione fra la natura ondulatoria e
quella corpuscolare delle particelle è
formulata
nel
principio
di
indeterminazione di Heisenberg
Non è possibile misurare simultaneamente con
precisione assoluta coppie di grandezze
osservabili associate (per es. posizione e
quantità di moto di una particella), perché le
condizioni che rendono più precisa la
determinazione dell'una aumentano le
incertezze nella determinazione dell'altra.
Nel caso di una particella il prodotto delle due
incertezze deve essere superiore o uguale alla
costante di Planck
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Il principio di indeterminazione
« Nell’ambito della realtà le cui connessioni sono formulate dalla teoria
quantistica, le leggi naturali non conducono quindi ad una completa
determinazione di ciò che accade nello spazio e nel tempo; l’accadere
(all’interno delle frequenze determinate per mezzo delle connessioni) è
piuttosto rimesso al gioco del caso »
Non
località
Dualismo
particella onda
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Il principio di indeterminazione
Il principio di indeterminazione di Heisenberg afferma che non è possibile
conoscere a ogni istante, contemporaneamente, la posizione e la velocità di un
elettrone.
Poiché le informazioni sul moto dell’elettrone possono essere solo di tipo
probabilistico, con la meccanica quantistica il concetto di orbita di un elettrone è
superato e inadeguato.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Schrödinger
Le onde che si propagano con l’elettrone in moto nell’atomo possono essere
descritte da una funzione matematica proposta da Schrödinger nel 1926: è
l’equazione d’onda di Schrödinger.
•è un'equazione fondamentale che determina l'evoluzione temporale dello stato di
un sistema, ad esempio di una particella, di un atomo o di una molecola.
•Si tratta di una equazione differenziale alle derivate parziali lineare che ha come
incognita la funzione d'onda, introdotta basandosi sull'ipotesi di de Broglie, secondo
la quale anche le particelle che costituiscono la materia, come l'elettrone, hanno un
comportamento
ondulatorio.
Secondo
l'interpretazione
di
Copenaghen il modulo quadro della funzione d'onda ha il significato di probabilità di
trovare una particella in una determinata configurazione.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Schrödinger
L’equazione d’onda di Schrödinger
fornisce informazioni sulla probabilità
di trovare l’elettrone in un punto
particolare dello spazio intorno al
nucleo.
La funzione d’onda contiene tre numeri interi, detti numeri quantici (n, l e m)
che definiscono lo stato quantico dell’elettrone e ne specificano il valore di una
proprietà.
L’orbitale è una funzione d’onda elettronica caratterizzata da una particolare
terna di valori di n, l e m.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Schrödinger
Il numero quantico principale n
(n = 1, 2, 3…,7) definisce il livello
energetico dell’elettrone che è proporzionale alla distanza dal nucleo.
Il numero quantico secondario l
(l = 0, 1,…, n-1) determina le
caratteristiche geometriche dell’orbitale (sottolivello energetico).
valori di l
0
1
2
3
lettera
s
p
d
f
Il numero quantico magnetico m
(m = -l, 0, +l) definisce quanti orbitali
della stessa forma, ma con orientazione diversa, possono coesistere in un
sottolivello.
Il numero quantico di spin ms (ms = ± ½) indica il valore di spin che può essere
assunto dall’elettrone.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Schrödinger
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Schrödinger
La scoperta del quarto numero quantico, portò Pauli a enunciare il principio di
esclusione, secondo il quale in un orbitale possono essere presenti al massimo due
elettroni con spin opposto o antiparallelo.
↑+½ ↓-½
Lo spazio intorno al nucelo entro il quale si ha una certa probabilità di trovare
l’elettrone, si chiama superficie di contorno.
La forma delle superfici di contorno e i volumi da esse racchiusi variano da un
orbitale all’altro:
•la forma è determinata dal numero quantico secondario l;
•il volume dipende dal numero quantico principale n.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Come si rappresenta un sistema fisico
La funzione d'onda rappresenta uno stato fisico del sistema quantistico. È spesso
una funzione complessa delle coordinate spaziali e del tempo e il suo significato è quello
di ampiezza di probabilità. Il suo modulo quadro quindi rappresenta la densità di
probabilità dello stato sulle posizioni.
Un orbitale atomico è una funzione d'onda ψ che descrive il comportamento di
un elettrone in un atomo. In base al principio di indeterminazione di Heisenberg non è
possibile conoscere simultaneamente posizione e quantità di moto di una particella
infinitesima come l'elettrone. Le funzioni d'onda descrivono quindi il comportamento
dell'elettrone in senso probabilistico
Dall’orbitale alla forma dell’atomo
Lo spazio intorno al nucelo entro il quale si ha una certa probabilità di trovare
l’elettrone, si chiama superficie di contorno.
La forma delle superfici di contorno e i volumi da esse racchiusi variano da un
orbitale all’altro:
•
la forma è determinata dal numero quantico
secondario l;
•
il volume dipende dal numero quantico
principale n.
La superficie di contorno degli orbitali s è una sfera il cui volume aumenta
all’aumentare del numero quantico principale n
Dall’orbitale alla forma dell’atomo
La superficie di contorno degli orbitali p è un doppio lobo che si
espande lungo gli assi x, y e z
La superficie di contorno degli orbitali d è a quattro lobi.
Dall’orbitale alla forma dell’atomo
Configurazione degli atomi
Per scrivere la configurazione elettronica di un atomo si applica il principio di
Aufbau.
Il numero atomico Z dell’elemento indica il numero di elettroni da sistemare.
La successione degli orbitali in cui
sistemare gli elettroni in ordine di
energia crescente è:
La somma degli esponenti che
compaiono nella configurazione
elettronica deve corrispondere al
numero Z.
Gli elettroni occupano prima gli orbitali
a energia più bassa, poi quelli a energia
più elevata.
Compton
Nel 1923 Arthur Holly Compton fece un esperimento inviando un fascio monocromatico di
raggi X su un blocco di grafite e misurò la direzione e l'intensità dei raggi X uscenti.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Compton
L’esperimento evidenziò che la radiazione uscente veniva deviata in tutte le direzioni e che la
frequenza dell’energia in uscita era molto più piccola di quella del fascio in entrata. La logica
spiegazione di tali riscontri era che i singoli fotoni urtassero contro gli elettroni della materia e,
colpendoli, fossero deviati e perdessero essi stessi energia; in pratica si comportavano
come palle da biliardo che ne colpivano altre.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Compton
Nel 1923 pubblicò i risultati dei suoi esperimenti
(effetto Compton) che confermavano in modo
indiscutibile l’ipotesi di Einstein: la radiazione
elettromagnetica è costituita da quanti (fotoni)
che interagendo con gli elettroni si comportano
come singole particelle. Per la scoperta
dell'effetto omonimo Arthur Compton ricevette
il premio Nobel nel 1927.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Applicazioni
 il laser,
 il microscopio elettronico
 la risonanza magnetica
nucleare;
 molti calcoli di chimica
computazionale si basano
su questa teoria;
 La superconduttività e la
semiconduttività.
La crittografia quantistica
Molti sforzi sono stati fatti per sviluppare
una crittografia quantistica, che garantirebbe una
trasmissione sicurissima dell'informazione in
quanto l'informazione non potrebbe essere
intercettata senza essere modificata.
Si utilizza questo principio per realizzare un cifrario perfetto del
tipo One Time Pad, senza il problema di dover scambiare la chiave
(anche se lunga quanto il messaggio) necessariamente su un canale
sicuro. La prima rete a crittografia quantistica funzionante è Qnet
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Microscopio elettronico
Il microscopio elettronico è un tipo di microscopio che non sfrutta la luce come sorgente di
radiazioni ma un fascio di elettroni. Fu inventato dai tedeschi Ernst Ruska e Max Knoll nel 1931.
Il microscopio elettronico utilizza un fascio di elettroni e non di fotoni, come un microscopio
ottico, in quanto i fotoni che compongono un raggio di luce possiedono una lunghezza d´onda di
gran lunga maggiore rispetto a quella degli elettroni: dato che il potere di risoluzione di un
microscopio è inversamente proporzionale alla lunghezza d´onda della radiazione che utilizza,
usando elettroni si raggiunge una risoluzione parecchi ordini di grandezza superiore
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna
Risonanza magnetica nucleare
•
La Risonanza Magnetica Nucleare (RMN o, raramente, RNM), in inglese Nuclear
Magnetic Resonance (NMR), è una tecnica di indagine sulla materia basata sulla
misura della precessione dello spin di protoni o di altri nuclei dotati di momento
magnetico quando sono sottoposti ad un campo magnetico.
Liceo De Caprariis
PLS - Fisica
La Fisica Moderna